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【摘要】文章從化工園區基礎設施綜合管理系統建設展開研究，探索物聯網、地理信息及互聯網技術在智慧化工園區建設中的應用。該系統集成了地下管線管理、環衛設施管理、園林綠化管理、窨井安全管理等功能模塊，實現了對化工園區基礎設施的實時在線監測、定位追溯、報警聯動、遠程控制、統計報表及決策支持等一體化管理與服務。
【關鍵詞】化工園區基礎設施；物聯網；地理信息；綜合管理系統
1引言
隨著我國化學工業的蓬勃發展，現代化工園區逐漸成為推動區域經濟快速增長的重要支撐。現階段我國化工園區的管理方式過于粗放，信息化水平較低，缺乏遠程、集中控制方式，管理被動，無法根據園區內各類情況調整管理策略，管理內容大多局限于安全、環境等方面[1]。智慧化工園區可利用新一代信息技術，全面整合園區內外資源，實現基礎設施、公共管理、公共服務等多區域系統之間的無縫連接與協同聯動。
2建設內容
園區基礎設施綜合管理系統以可視化的形式實時展示供水、排水、窨井、園林、環衛等各類物聯網監測設備的實時監測信息，管理維護基礎設施中各類物聯感知設備，在超出正常值范圍或者設備出現問題時給予警報，以便及時作出應急對策，為相關業務管理部門的決策分析提供實時監測數據支持，滿足新形勢下基礎設施精細化管理的需求?；A設施綜合管理系統集成地下管線管理、環衛設施管理、園林綠化管理、窨井安全管理等功能模塊，能夠實現維護人員、技術支持人員和維護主管之間的高效協作，確保事件處理流程、日常巡檢流程和維護保養流程的規范合理，系統運行主界面如圖1所示。
3總體設計
3.1平臺架構。化工園區基礎設施管理系統由感知層、傳輸層、數據層、平臺層、應用層及展示層等六層架構組成，其總體架構如圖2所示。通過感知層獲取實時運行狀態信息，通過傳輸層把傳感器采集的數據傳輸到數據中心管理。在數據層打造數據接入與數據存儲功能，并提供基礎的數據分析與挖掘應用。利用物聯網感知信息管理平臺、數據共享與交換服務系統，共同組建基礎支撐平臺層，提供統一的物聯網設備管理服務，同時提供權限管理、資源分配等功能。并通過平臺層為應用層提供基礎支撐。根據具體業務需要，在應用層建立地下管線管理、環衛設施管理、園林綠化管理、窨井安全管理及基礎設施巡檢養護等專項應用，并提供手機、電腦、監控大屏等多種展示用途。
3.2物聯網建設。化工園區基礎設施綜合管理系統涉及多類物聯網設備采集數據的管理，包括自建設備、接入設備等，物聯網感知信息管理系統將多種接入手段整合起來，提供多協議的適配，統一接入網絡。它可滿足局部區域短距離通信的接入需求，實現與公共網絡的連接，同時完成轉發、控制、信令交換和編解碼等功能[2]。終端管理、安全認證等功能保證了物聯網業務的質量和安全，網關在物聯網時代扮演著非常重要的角色，可以實現感知延伸網絡與接入網絡之間的協議轉換。
3.3專項應用。3.3.1地下管線管理。在園區排水管線的主要部位建設水位監測點，利用投入式水位計對園區排水管線水位進行實時監測。在園區供水管線的主要部位建設流量監測點、壓力監測點，通過RTU采集系統，利用4G網絡將監測數據傳輸至地下管線管理系統。同時，基于GIS技術疊加地下管線普查數據，實現測控終端、數據采集傳輸、數據接收及數據展示的一體化管理。利用該模塊可實現地圖上監測點位置標注、管線流量壓力、歷史數據、報警記錄、設備情況等實時監測數據顯示及監測預警等功能。3.3.2環衛設施管理。該模塊立足于園區環衛設施管理的需要，利用RFID設備和視頻監控設備，基于環衛普查數據實現對環衛垃圾中轉站分類管理。環衛設施GIS管理實現了垃圾中轉站、公廁、垃圾等GIS一張圖展示、標注及關聯等服務。設施數據庫管理實現了環衛設施數據按區域、類型、權屬及街道等不同方式的匯總統計。設施日常狀態管理實現了園區重點環衛設施運行狀態實時監控及處置監管。3.3.3園林綠化管理。通過在園區綠化帶布設智能監管點，對園區的公園綠地、附屬綠地、生產綠地、防護綠地、其他綠地及古樹名木等綠化信息關鍵參數，如空氣溫濕度、土壤溫濕度等實時在線采集，通過移動互聯網將檢測數據上傳至后臺數據中心。園林綠化管理模塊根據上傳的檢測數據實時更新顯示內容，并對超過設定閾值數據予以報警。系統建立了包括樹木編號、樹木名稱、所屬科目、種植時間、管理科室、習性、養護簡介、位置描述等基本信息的古木名樹信息電子檔案，可對古木名樹數據進行查詢、定位、編輯等維護性操作。3.3.4窨井安全管理園區從井蓋監測和井內易燃有毒氣體監測兩方面進行窨井安全管理。在園區主干道路上雨、污水井蓋布置井蓋觸發器，以道路交匯口為地理核心設置基站，與附近多個井蓋觸發器構成子域無線傳感網，集控器隨時獲取各井蓋狀態信息，推送到數據中心。在園區污水地下管道窨井內安裝氣體在線檢測設備，通過無線網絡將被監測氣體濃度信息、設備門打開等信息上傳至數據中心。當發現井蓋或氣體安全隱患時，窨井安全管理系統會在5s內以聲音和動畫的方式發出報警，把該報警信息智能推送到相關巡檢責任人員手機上，并在地圖上精確定位隱患位置，如圖3所示。3.3.5基礎設施巡檢管理。該模塊由任務管理中心及巡檢養護移動端兩部分組成。管理人員通過任務管理中心的巡檢任務派發、案件管理、事件處理跟蹤、巡檢人員管理等功能項可將發現的問題以案件的形式上報、派單、施工、處理。養護人員通過巡檢養護移動端進行任務跟蹤、案件上報、問題處理、軌跡回放、人員管理等。
4結語
化工園區基礎設施綜合管理系統通過物聯網技術實現跨部門在線實時監管。各種無線或有線的長距離或短距離通訊網絡實現互聯互通，在內網（Intranet）、專網（Extranet）、和互聯網（Internet）環境下，采用適當的信息安全保障機制[3]，提供安全可控乃至個性化的實時在線監測、定位追溯、報警聯動、遠程控制、統計報表、決策支持等管理和服務功能，實現對化工園區“高效、節能、安全、環保”的“管、控、營”一體化管理。
參考文獻
[1]任芳，馮媛媛.智慧化工園區助力行業高質量發展[J].中國石油和化工經濟分析，2018(7):33-35.
[2]劉金權.一個高智能化的物聯網樞紐—物聯網網關[J].物聯網技術，2013(10):7-8.
[3]周洪波.物聯網：技術、應用、標準和商業模式[M].北京：電子工業出版社，2011.
作者:戎亞芳 李成昕 劉甲軍 管恩升 單位:正元地球物理信息技術有限公司